本發(fā)明涉及機(jī)器人控制領(lǐng)域，尤其涉及一種銑削機(jī)器人控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

銑削機(jī)器人具有操作簡(jiǎn)單、自由度多、速度快、一致性高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程中。

現(xiàn)有的銑削機(jī)器人是根據(jù)預(yù)設(shè)的銑削軌跡進(jìn)行銑削加工的，但是在銑削加工的過(guò)程中銑削機(jī)器人的銑削刀頭會(huì)受到銑削力影響而產(chǎn)生振動(dòng)，從而導(dǎo)致銑削軌跡出現(xiàn)偏差，影響銑削產(chǎn)品的良品率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種銑削機(jī)器人控制方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有銑削機(jī)器人的銑削軌跡易出現(xiàn)銑削偏差的技術(shù)問(wèn)題。

第一方面，本發(fā)明提供一種銑削機(jī)器人控制方法，包括：

激光跟蹤儀采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)，并將所述實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)控制總站；

所述系統(tǒng)控制總站對(duì)所述實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線，計(jì)算得到銑削修正參數(shù)，將所述銑削修正參數(shù)發(fā)送到所述銑削機(jī)器人；

所述銑削機(jī)器人根據(jù)所述銑削修正參數(shù)調(diào)整銑削軌跡。

第二發(fā)面，本發(fā)明提供一種銑削機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括：

激光跟蹤儀，銑削機(jī)器人，系統(tǒng)控制總站；

所述激光跟蹤儀和所述銑削機(jī)器人分別與所述系統(tǒng)控制總站連接；

所述激光跟蹤儀，用于采集所述銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)，并將所述實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送到所述系統(tǒng)控制總站；

所述系統(tǒng)控制總站，用于對(duì)所述實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線，計(jì)算得到銑削修正參數(shù)，將所述銑削修正參數(shù)發(fā)送到所述銑削機(jī)器人；

所述銑削機(jī)器人，用于根據(jù)所述銑削修正參數(shù)調(diào)整銑削軌跡。

從本發(fā)明實(shí)施例可知，通過(guò)激光跟蹤儀采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)，并將所述實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)控制總站，所述系統(tǒng)控制總站對(duì)所述實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線，計(jì)算得到銑削修正參數(shù)，將所述銑削修正參數(shù)發(fā)送到所述銑削機(jī)器人，所述銑削機(jī)器人根據(jù)所述銑削修正參數(shù)調(diào)整銑削軌跡，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)銑削機(jī)器人的銑削軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，解決了現(xiàn)有技術(shù)中只是根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線進(jìn)行銑削時(shí)，由于銑削過(guò)程產(chǎn)生振動(dòng)而導(dǎo)致銑削軌跡出現(xiàn)偏差的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種銑削機(jī)器人控制方法的一個(gè)示例性實(shí)施例流程圖；

圖2為本發(fā)明一種銑削機(jī)器人控制方法的另一個(gè)示例性實(shí)施例流程圖；

圖3為本發(fā)明一種銑削機(jī)器人控制系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見(jiàn)圖1，為本發(fā)明一種銑削機(jī)器人控制方法的一個(gè)示例性實(shí)施例流程圖，包括：

步驟101、激光跟蹤儀采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)控制總站；

在本步驟中，激光跟蹤儀根據(jù)得到的采集頻率、采集時(shí)長(zhǎng)，采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)。

步驟102、系統(tǒng)控制總站對(duì)實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線，計(jì)算得到銑削修正參數(shù)，將銑削修正參數(shù)發(fā)送到銑削機(jī)器人；

在本步驟中，系統(tǒng)控制總站對(duì)實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線，計(jì)算得到銑削修正參數(shù)，包括：系統(tǒng)控制總站對(duì)實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，得到實(shí)時(shí)銑削軌跡曲線；基于最小二乘法，將實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡曲線與預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算得到實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡曲線與預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線之間的距離偏差，根據(jù)距離偏差得到銑削修正參數(shù)。

步驟103、銑削機(jī)器人根據(jù)銑削修正參數(shù)調(diào)整銑削軌跡。

從本實(shí)施例可知，通過(guò)激光跟蹤儀采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)控制總站，系統(tǒng)控制總站對(duì)實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線，計(jì)算得到銑削修正參數(shù)，將銑削修正參數(shù)發(fā)送到銑削機(jī)器人，銑削機(jī)器人根據(jù)銑削修正參數(shù)調(diào)整銑削軌跡，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)銑削機(jī)器人的銑削軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，解決了現(xiàn)有技術(shù)中只是根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線進(jìn)行銑削時(shí)，由于銑削過(guò)程產(chǎn)生振動(dòng)而導(dǎo)致銑削軌跡出現(xiàn)偏差的問(wèn)題。

圖2為本發(fā)明一種銑削機(jī)器人控制方法的另一個(gè)示例性實(shí)施例流程圖，如圖2所示，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，該銑削機(jī)器人控制方法包括以下步驟：

步驟201：激光跟蹤儀根據(jù)所述預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線確定所述激光跟蹤儀的安裝位置。

其中，根據(jù)設(shè)計(jì)軌跡曲線確定激光跟蹤儀的安裝位置，以避免測(cè)量過(guò)程中激光跟蹤儀的測(cè)量光線被遮擋。

步驟202：激光跟蹤儀根據(jù)預(yù)設(shè)的銑削走刀最大速度和激光跟蹤儀的測(cè)量精度確定采集實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)的采集頻率。

其中，激光跟蹤儀是一種典型的球坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，其測(cè)量精度可以達(dá)到15μm±7.5μm/m；實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)可以是激光跟蹤儀測(cè)量的銑刀坐標(biāo)值。

步驟203：激光跟蹤儀根據(jù)預(yù)設(shè)的完成預(yù)設(shè)銑削軌跡的時(shí)間，確定激光跟蹤儀采集實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)的采集時(shí)長(zhǎng)。

步驟204：激光跟蹤儀根據(jù)采集頻率和采集時(shí)長(zhǎng)，采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)。

步驟205：激光跟蹤儀將實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)控制總站。

在本步驟中，激光跟蹤儀首先將實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送到激光跟蹤儀從站，激光跟蹤儀從站將實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)控制總站。

其中，激光跟蹤儀從站與系統(tǒng)控制總站通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接，激光跟蹤儀從站的智能感知模塊與系統(tǒng)控制總站通過(guò)串口通訊的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)的傳輸。

激光跟蹤儀與激光跟蹤儀從站通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接。其中，激光跟蹤儀從站中與嵌入式智能感知模塊通過(guò)串口連接，該智能感知模塊與激光跟蹤儀通過(guò)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)的傳輸。

步驟206：系統(tǒng)控制總站對(duì)實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線，計(jì)算得到銑削修正參數(shù)。

具體的，系統(tǒng)控制總站對(duì)實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，得到實(shí)時(shí)銑削軌跡曲線；基于最小二乘法，將實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡曲線與預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算得到實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡曲線與預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線之間的距離偏差，根據(jù)距離偏差得到銑削修正參數(shù)。

步驟207：系統(tǒng)控制總站將銑削修正參數(shù)發(fā)送到銑削機(jī)器人。

其中，上述實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)和銑削修正參數(shù)等數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)總線中通過(guò)以太網(wǎng)幀方式傳輸，且以太網(wǎng)幀可以是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀或非標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀；而且現(xiàn)場(chǎng)總線可以是以硬件的方式實(shí)現(xiàn)的，是獨(dú)立于運(yùn)行系統(tǒng)和CPU之外的。

其中，現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸速度為每30微秒1000個(gè)二進(jìn)制位，具有極高的帶寬傳輸速度，現(xiàn)場(chǎng)總線基本支持目前所有符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的儀器的從站控制終端，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展功能。

其中，在步驟201之前，還可對(duì)激光跟蹤儀、激光跟蹤儀從站和銑削機(jī)器人控制器從站之間的聯(lián)通情況進(jìn)行系統(tǒng)通信測(cè)試，包括：激光跟蹤儀從站發(fā)送測(cè)試指令到激光跟蹤儀，若激光跟蹤儀作出與測(cè)試指令相應(yīng)的響應(yīng)則證明聯(lián)通激光跟蹤儀從站與激光跟蹤儀聯(lián)通正常。激光跟蹤儀從站與系統(tǒng)控制總站、系統(tǒng)控制總站與銑削機(jī)器人控制從站之間的聯(lián)通情況測(cè)試與上述測(cè)試原理一致，這里不再贅述。

從本實(shí)施例可知，通過(guò)激光跟蹤儀采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)控制總站，系統(tǒng)控制總站對(duì)實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線，計(jì)算得到銑削修正參數(shù)，將銑削修正參數(shù)發(fā)送到銑削機(jī)器人，銑削機(jī)器人根據(jù)銑削修正參數(shù)調(diào)整銑削軌跡，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)銑削機(jī)器人的銑削軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，解決了現(xiàn)有技術(shù)中只是根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線進(jìn)行銑削時(shí)，由于銑削過(guò)程產(chǎn)生振動(dòng)而導(dǎo)致銑削軌跡出現(xiàn)偏差的問(wèn)題。

在上述實(shí)施例基礎(chǔ)上，

可選的，系統(tǒng)控制總站對(duì)實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡曲線之前，還包括：系統(tǒng)控制總站對(duì)接收到的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)中不滿(mǎn)足合格閾值的壞點(diǎn)進(jìn)行刪除處理；基于卡爾曼濾波，對(duì)經(jīng)過(guò)刪除處理后的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理。

可選的，激光跟蹤儀采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)之前，還包括：在銑削機(jī)器人上設(shè)置至少三個(gè)球形鏡面發(fā)射器球形鏡面發(fā)射器；相應(yīng)的，激光跟蹤儀采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)，包括：激光跟蹤儀根據(jù)采集頻率，發(fā)射激光采集信號(hào)到至少三個(gè)球形鏡面發(fā)射器中的一個(gè)或多個(gè)；激光跟蹤儀接收至少三個(gè)球形鏡面發(fā)射器中的一個(gè)或多個(gè)返回激光采集響應(yīng)信號(hào)；激光跟蹤儀根據(jù)激光采集響應(yīng)信號(hào)計(jì)算得到實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)。

參見(jiàn)圖3，為本發(fā)明一種銑削機(jī)器人控制系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，該銑削機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括：激光跟蹤儀301，銑削機(jī)器人302，系統(tǒng)控制總站303；

激光跟蹤儀301和銑削機(jī)器人分別與系統(tǒng)控制總站連接；

激光跟蹤儀301，用于采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)控制總站；

系統(tǒng)控制總站302，用于對(duì)實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線，計(jì)算得到銑削修正參數(shù)，將銑削修正參數(shù)發(fā)送到銑削機(jī)器人；

銑削機(jī)器人303，用于根據(jù)銑削修正參數(shù)調(diào)整銑削軌跡。

從上述實(shí)施例可知，通過(guò)激光跟蹤儀采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)控制總站，系統(tǒng)控制總站對(duì)實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線，計(jì)算得到銑削修正參數(shù)，將銑削修正參數(shù)發(fā)送到銑削機(jī)器人，銑削機(jī)器人根據(jù)銑削修正參數(shù)調(diào)整銑削軌跡，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)銑削機(jī)器人的銑削軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，解決了現(xiàn)有技術(shù)中只是根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線進(jìn)行銑削時(shí)，由于銑削過(guò)程產(chǎn)生振動(dòng)而導(dǎo)致銑削軌跡出現(xiàn)偏差的問(wèn)題。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，

可選的，激光跟蹤儀301，還用于根據(jù)預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線確定激光跟蹤儀的安裝位置；根據(jù)預(yù)設(shè)的銑削走刀最大速度和激光跟蹤儀的測(cè)量精度確定采集實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)的采集頻率；根據(jù)預(yù)設(shè)的完成預(yù)設(shè)銑削軌跡的時(shí)間，確定激光跟蹤儀采集實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)的采集時(shí)長(zhǎng)；并具體用于根據(jù)采集頻率和采集時(shí)長(zhǎng)，采集銑削機(jī)器人的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)。

可選的，系統(tǒng)控制總站302，具體用于對(duì)實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡曲線；基于最小二乘法，將實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡曲線與預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算得到實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡曲線與預(yù)設(shè)銑削軌跡曲線之間的距離偏差，根據(jù)距離偏差得到銑削修正參數(shù)。

可選的，系統(tǒng)控制總站302，還用于系統(tǒng)控制總站對(duì)接收到的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)中明顯不符合邏輯的壞點(diǎn)進(jìn)行刪除預(yù)處理；基于卡爾曼濾波，對(duì)經(jīng)過(guò)刪除處理的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理。

可選的，銑削機(jī)器人303上設(shè)置有至少三個(gè)球形鏡面發(fā)射器；激光跟蹤儀301，具體用于根據(jù)采集頻率，發(fā)射激光采集信號(hào)到至少三個(gè)球形鏡面發(fā)射器中的一個(gè)或多個(gè)；并接收至少三個(gè)球形鏡面發(fā)射器中的一個(gè)或多個(gè)返回激光采集響應(yīng)信號(hào)；根據(jù)激光采集響應(yīng)信號(hào)計(jì)算得到實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)。

可選的，參見(jiàn)圖3，該銑削機(jī)器人控制系統(tǒng)，還可以包括：激光跟蹤儀從站304，銑削機(jī)器人控制從站305，

其中，激光跟蹤儀從站304，用于接收激光跟蹤儀發(fā)送的實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)，并將該實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)控制總站。激光跟蹤儀與激光跟蹤儀從站通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接。激光跟蹤儀從站中與激光跟蹤儀連接的的接口嵌入式智能感知模塊，該智能感知模塊與激光跟蹤儀通過(guò)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行實(shí)時(shí)銑削軌跡數(shù)據(jù)的傳輸。

銑削機(jī)器人控制從站305，用于接收系統(tǒng)控制總站發(fā)送的銑削修正參數(shù)，并將該銑削修正參數(shù)發(fā)送到銑削機(jī)器人。系統(tǒng)控制總站與銑削機(jī)器人控制從站通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接連接。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。